Influence de nombre de Richardson sur la convection mixte en régime laminaire et turbulent

Abstract

L'objectif de cette étude consiste à réaliser une simulation numérique de la convection mixte, qu'elle soit laminaire ou turbulente, au sein d'une cavité de forme carrée. Les parois latérales de cette cavité, maintenues à une température constante et froide, sont en mouvement avec une vitesse constante. Une source de chaleur est positionnée au centre de la paroi inférieure, représentant un composant électronique dont la longueur 𝑙 est égale aux quatre cinquièmes de celle de la cavité 𝐿. Les autres parties de la cavité sont considérées comme adiabatiques. Pour modéliser le phénomène de convection mixte laminaire, les équations de conservation de la masse, de la quantité de mouvement et de l'énergie sont discrétisées en utilisant la méthode des volumes finis à l'aide du logiciel ANSYS Fluent. Les termes diffusifs et les dérivées partielles du premier ordre (comme le terme source de l'équation de conservation de l'énergie et les vitesses) sont discrétisés à l'aide du schéma centré du 2eme ordre, tandis que les termes convectifs sont traités avec le schéma Upwind du 2eme ordre. L'étude porte sur l'analyse de l'influence du nombre de Richardson sur les champs dynamique et thermique, ainsi que sur le coefficient de transfert de chaleur. Cette analyse nous a permis de mettre en évidence différentes structures d'écoulement du fluide à l'intérieur de la cavité, en fonction des valeurs du nombre de Richardson.